植物には目がありませんが、なぜ周囲や他の生物に擬態できるのでしょうか?

制作：中国科学普及協会

著者: 謝星池（中国科学院西双版納熱帯植物園）

プロデューサー: 中国科学博覧会

人々は動物のカモフラージュ現象を非常に早くから発見し、この現象について徹底的な研究と広範な普及を行ってきました。動物の擬態には主に 3 つの目的があります。第一に、獲物に発見されるリスクを減らすことです。第二に、捕食者を惑わすために他の生物の形を模倣すること。 3 つ目は、非常に目立つ警告色の体を使って、捕食者に食べられないことを警告することです。

地衣類に覆われたヤモリ（Uroplatus sikorae）は木の幹に擬態する

（写真提供：Veer Gallery）

ヘメロプラネス・トリプトレムスはヘビに擬態する

(画像出典: YouTube/Andreas Kay)

警告色をしたコバルトブルーのヤドクガエル（Dendrobates tinctorius）

（写真提供：Veer Gallery）

しかし、動物だけでなく、多くの植物もカモフラージュのために周囲の環境に似せることができます。植物が使用するカモフラージュ方法は、実際には動物が使用するものとそれほど変わりません。また、背景に溶け込むように色や形を変えるため、天敵に発見されにくくなります。あるいは、実際の輪郭が簡単に露出しないように、特殊なパターンを使用して偽のエッジ効果を作成します。

たとえば、Lithops pseudotruncatella subsp.丸くて小石のような見た目から近年大変人気があり、何鉢か植えて育てる人も多くいます。実際、これは典型的な植物偽装です。小石の形状は、昆虫が小石を発見して食べるのを防ぐためのものです。

リトープスは異なる種に進化した

（写真提供：Veer Gallery）

しかし、動物の迷彩に関する研究と比較すると、植物の迷彩に関する研究は非常に限られており、さらなる研究が必要な領域がまだ多く残っています。最も重要な点の一つは、植物の生態と進化におけるカモフラージュの重要性を理解する必要があるということです。たとえば、植物はカモフラージュを通じてどのように異なる生息地に適応するのでしょうか?同じ種でも、異なる個体群は異なる環境で異なるカモフラージュを作り出すため、一例として、砂利の浜辺のエンゴサクは灰褐色に見えますが、赤い砂岩の地域で育つエンゴサクは岩と同じレンガ色に変わります。

砂岩にカモフラージュされたキバナエンゴサク

（画像出典：参考資料2）

コリダリス セミパープルと上記のリトープスの違いは、リトープスは異なる亜種や変種に進化して異なる模様を作り出すことで擬態しますが、コリダリス セミパープルは進化に頼るのではなく葉の色を変えることでこの擬態を実現できる点です。つまり、同じ種であっても、異なる地域のコリダリス セミパープルは異なる色を作り出します。そこで疑問なのは、植物には目がないので、どうやって周囲の環境を認識してシミュレートするのかということです。

草食動物に発見されずに開花に成功した半紫色のコリダリス

(画像出典: Flora of China)

これらの植物は長い間この環境で育ってきたため、徐々に周囲の環境に適応していくのではないかという推測もあります。環境の色に合わない植物は昆虫に発見され、周囲の色に合う植物だけが生き残ります。彼らは、複数の種に進化したリトープスとは異なり、カモフラージュのためにランダムな色に頼っています。植物は周囲の環境がどのようなものか全く知らないため、これは無意識の変化であると思われます。

科学者たちは、キケマンの種子をいくつか採取して植え、さまざまな環境を与えました。これらの異なる環境では、コリダリスは灰色、緑、赤茶色、カーキ色など、複数の配色を生み出しますが、これら4色は同じ環境に現れる可能性があるため、迷彩色に適合する植物だけがそこに留まり成長し続け、迷彩のない植物は動物に簡単に発見され食べられてしまう可能性があります。

シミュレーション環境におけるCorydalis semicitrusの色の変化

（画像出典：参考資料2）

同様に、我が国南西部の高山の砂利浜に分布するフリチラリア・デラバイも、その独特の薬効のため人間によって徐々に採取されるようになり、より稀な進化の道を選んできました。しかし、他のカモフラージュ植物と比較すると、研究者らは複数の場所で長期にわたって観察した結果、動物がバイモを食べている明らかな兆候は観察されなかった。フリチラリア属植物は体内にアルカロイドが豊富に含まれており、強力な化学的防御力を備えているため、ある程度は動物による摂食に抵抗します。バイモは、最大の天敵である人間による伐採の増加に直面し、ますます大きな脅威に直面しているため、進化の方向性として目に見えないことを選択した。

当初、バイモは成長してからは毎年淡い黄色の花を咲かせ、灰褐色の砂利浜ではその色が特に目を引くものでした。しかし、人間による伐採が激化するにつれ、研究者らは、伐採が盛んな地域では、バイモが発見される可能性を最小限に抑えるために灰色や茶色の花を咲かせる可能性が高くなることを発見した。カモフラージュの有効性からも、この戦略が効果的であることが分かります。研究者たちは、人々に自然環境の写真 14 枚の中からバイモを見つけるよう求める実験を行いました。その結果、カモフラージュが深く、緑色が少ない個体ほど、見つけるのが難しくなることが確認された。

バイモの異なる個体群の体色の変化

（画像出典：Niu Yang、「商業的収穫は高山植物の迷彩色の進化に影響を与える」）

科学者たちは、半巾着エンゴサクやツマグロヒョウモンだけでなく、中国南西部でカモフラージュの葉を持つ植物を少なくとも十数種発見した。これらの植物は、栄養分の乏しい貧しい高原環境で育ちます。動物たちは食べ物を探すのに熱心で、目の前にある植物を放そうとしません。ここで育つ植物の中には、動物に発見されないようにカモフラージュするために、進化を余儀なくされ、複数の色彩体系を発達させているものもあります。

流石にカモフラージュされたSaussurea quercifolia

（写真提供：謝星池）

自然界には、キケマンやバイモなど多くの生物が天敵や人間の行動の影響を受け、自らを偽装するために進化を遂げてきました。これらの方法は、外部環境が生存に不利になった後に生物集団が生き残るために行う調整です。これが、困難な状況下でも繁殖を続けることができる理由です。

参考文献:

[1]Endler JA.捕食者から見た動物の色彩パターン[J].進化生物学, 1978,11: 319-364．

[2]Niu Yangら隠蔽的な葉の色の多様性は、高山植物における局所的なカモフラージュを提供する。[J]議事録。生物科学、2017、284(1864): 20171654-20171654。

[3]Niu Yang、Stevens Martin、Sun Hang。商業的な採​​取が高山植物のカモフラージュの進化を促した[J]。カレントバイオロジー、2020年。

[4]ジェイコブソン・コナー他染色ヤドクガエル（Dendrobates tinctorius azureus）とヒョウガエル（Lithobates pipiens）の心拍数に対する手動拘束と視覚的セキュリティの影響[J]。爬虫類医学・外科ジャーナル、2021年、31(1):59-63。

[5]アーロン・バウアーとアンソニー・ラッセル。 Uroplatus属（爬虫類：ヤモリ科）の系統的レビューとその生物学に関するコメント[J]。自然史ジャーナル、1989年、23(1):169-203。

(注: ラテン語のテキストは斜体にする必要があります。)